KR101389417B1 - 자동차의 실시간 주차 보조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 초기 위치에서부터 공간 까지의 자동차의 변위를 보조하기 위한 자동차의 실시간 주차 보조 방법이며, 공간과 주변 장애물들을 인식하는 예비 단계(20)를 포함한다. 본 발명은 자동차가 최적의 주차 궤도를 추종하는 것을 가능하게 하며 운전자에 전달되는 핸들 각의 연속적인 실제 주차 설정점(Cpar)을 공식화하는 단계를 포함한다. 최적의 주차 궤도의 결정 단계는, 자동차의 초기 위치에 따른 상기 자동차 후방의 최적 위치를 결정하기 위한 방식으로, 자동차의 회전 중심의 제1 및 제2 기하학적 궤적(LG1, LG2)의 교차점을 결정하는 단계를 구비하며, 자동차의 회전 중심이 상기 교차점(F)을 통과하고 최대 회전 설정점을 추종하면서 후진할 때 자동차 후방의 최적 위치가 구해진다.

자동차, 실시간 주차, 최적 궤도

Description

자동차의 실시간 주차 보조 방법 및 장치{Method for real-time parking assistance for a motor vehicle, and corresponding device}

본 발명은 자동차의 주차 보조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 주차 시스템의 보조로 주차하는 주차 보조 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 슬롯형 공간에 주차할 때 적용되는 것이 바람직하지만, 비스듬하거나 각진 공간에서와 같은 다른 유형의 공간에서도 사용될 수 있다. 현재, 주차 보조 절차에 대한 접근법은, 예를 들면 여유 공간의 관점 또는 자동차의 초기 위치의 관점에서의 최적의 위치가 아닌, 운전자에 의해 정해진 위치로 자동차를 운전하는 단계로 구성된다.

뿐만 아니라, 현재 주차 보조 시스템들은 운전 조작 중에 핸들 각의 연속적인 설정점을 가질 수 없게 한다.

구체적으로, 이러한 시스템들은 가동차가 잠깐 멈추는 중간 위치까지는 제1 설정점을 제공하며, 중간 위치로부터 최종 위치까지는 제2 설정점을 제공한다.

예를 들면, 도요타의 유럽 특허 출원 제1170171호는 주차 절차를 제공하는데, 여기에서는 제1 단계에서, 후방 차축의 중심의 원형 궤도가 결정된다. 이 회전은 최대 핸들 회전 설정점을 가지고 수행된다. 그러고 나서, 후방 차축의 중심이 또 다른 변경 원에 접하는 접점인 회전원의 한 점에 도달할 때, 회전이 억제되도록 수행된다. 마지막 조작은 최대 회전에서 수행된다.

르노의 프랑스 특허 출원 제2785383호는 다음과 같은 방식으로 주차 궤도가 결정되는 절차를 제공한다. 제1 단계에서는 자동차가 주차선에 평행하게 직선적으로 후진하며, 제2 단계에서는 우측으로 최대로 핸들을 회전시키는 동안 후진하며, 제3 단계에서는 자동차가 직선적으로 후진하며, 마지막인 제4 단계에서는 핸들이 최대로 왼쪽으로 회전한다.

미국 특허 출원 제2001/003 0688호에서는 주차 연관 단계에 대해 최대 회전으로 슬롯에 주차하는 단계 동안 자동차의 궤도를 계산할 수 있도록 하는 방정식을 제공하는 주차 절차가 개시된다. 그러고 나서, 반대 방향으로의 회전은 최대 각도로 회전 및 반대-회전 단계가 수행되는 때로부터는 정지된 동안 및 주어진 위치(P0)에서 수행된다. 이어지는 역 단계는 자동차가 주차할 수 있게 한다. 이 단계는 자동차의 핸들을 최대로 회전시킴으로써 수행된다.

산업 기술 연구소의 프랑스 특허 출원 제2630075호는 최대 회전 각과 직접적으로 시작되는 궤도를 줄 수 있는 장치를 개시한다. 일 측에서의 최대 회전으로부터 타 측으로의 최대 회전으로 변환이 필요한 것을 고려하여, 반대-회전은 정지된 동안 수행된다.

이러한 특허 출원들에서, 주차 절차는 중간값 없이 최대 회전 설정점에 의존하기 때문에 반대-회전 조작은 정지된 동안 수행되어야 하며, 이것은 운전자의 자연스런 행동에 반해서 일어난다.

본 발명은 이러한 문제들에 대한 해결책을 제시하고자 한다.

본 발명의 목적은 조작 중에 변경될 수 있는 설정점으로부터 이익을 얻을 수 있기 위하여, 주차를 보조하기 위해 발생된 회전 설정점들을 향상시키는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 자동차의 현재 위치의 이용가능한 공간의 관점에서 최적이 되는 방식으로 자동차를 주차할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 자동차의 초기 위치로부터 시작하여 그리고 공간상으로 자동차를 실시간으로 주차 보조하는 방법을 제공하며, 이 방법은 공간 및 주변 장애물을 인식하는 예비 단계를 포함한다.

본 발명의 일반적인 특징에 따른 방법은, 자동차가 최적의 주차 궤도를 추종할 수 있도록 하며 운전자에게 전달되는 핸들 각도의 연속 설정점을 공식화하는 단계를 포함하며, 상기 최적의 주차 궤도의 결정은 자동차의 회전 중심의 제1 및 제2 기하학적 궤적의 교차점을 결정하는 단계를 포함하며, 제1 기하학적 궤적은 자동차의 두 개의 후방 모퉁이들과 상기 공간의 측방 및/또는 후방을 획정(delimit)하는 장애물들의 접촉을 포함하는 자동차의 후방의 가능한 위치 세트에 대한 상기 회전 중심의 위치를 나타내며, 제2 기하학적 궤적(LG2)은 전방 모퉁이들 중 하나가 상기 공간의 전방을 획정하는 장애물의 반대쪽 모퉁이와 접촉하도록 하는 방식으로 자동차의 가능한 위치 세트에 대한 상기 회전 중심의 위치를 나타낸다.

그러므로, 자동차 후미의 최적 위치는 자동차의 초기 위치의 함수로 결정되며, 자동차의 회전 중심이 상기 교차점을 통과하고 최대 회전 설정점을 추종하면서 자동차가 후진할 때 자동차 후방의 최적 위치가 구해진다.

상기한 바와 달리, 두 개의 후방 모퉁이들이 길이 방향으로의 공간을 경계 짓는 장애물 및 예를 들면 공간의 측부를 제한하는 보도(sidewalk)에 각각 접하는 방식으로, 운전자가 자동차을 위치시키기를 원한다. "이중 접촉"이라고 명명되는 두 개의 후방 모퉁이들의 위치는 자동차의 최적 위치에 대응하며, 이 위치에 일단 도달된 이후, 자동차는 주차되거나 또는 최대로 핸들을 회전한 상태로 전진함으로써 도달하는 최적의 주차 위치에 도달할 수 있게 하는 위치에 있게 된다.

그러므로 얻어진 궤도는, 이용 가능한 공간을 고려하였을 때 최적이고 종래의 해결책들에 의해 제시된 궤도들에 비해 훨씬 부드럽게 최종 위치로 귀결되는 장점이 있다. 그러므로 상기 얻어진 궤도는 정지된 동안 수행된 반대-회전에 의해 제안된 궤도에 비해 훨씬 자연스런 궤도에 대응된다.

최적 궤도의 결정은, 상기 최적의 후방 위치로부터 초기 위치까지 상기 공간을 빠져 나가기 위한 자동차의 궤도를 시뮬레이션하는 단계 및 시뮬레이션된 궤도에 의해 최적의 주차 궤도가 계산되는 단계를 추가적으로 구비하는 것이 바람직하다. 자동차의 궤도를 시뮬레이션 하는 단계는, 각각에 대하여 자동차가 반대의 회전 지시 방향을 가지도록 두 개의 서브 단계를 구비한다. 제1 서브 단계는 상기 공간의 전방에 위치된 장애물로부터의 거리가 자동차에 주어질 때 최적의 후방 위치로부터 중간 위치까지의 자동차의 제1 변위를 시뮬레이션하는 단계를 구비하며, 제2 서브 단계는 상기 자동차의 상기 중간 위치로부터 상기 초기 위치까지의 자동차의 제2 변위를 시뮬레이션하는 단계를 포함하며, 고정된 기준 좌표에 대한 자동차 요(yaw) 각은 점진적으로 줄어든다.

상기한 바와 달리, 원하는 최종 위치로부터 시작하여 자동차의 초기 위치까지 거슬러 올라감으로써 문제가 분석된다. 뿐만 아니라, 정지된 동안 반대-회전을 실현해야 하는 종래의 절차와 달리, 요 각이 점진적으로 감소되기 때문에 각도의 연속적인 변화을 얻을 수 있다.

실시예에 따르면, 제2 서브 단계는 중간 위치와 초기 위치 사이의 궤도를 최적화하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 일련의 핸들 각도 값들은 최적의 궤도를 추종할 수 있도록 생성되며, 일련의 최적 값들로 인하여 오차 내에서 최적 궤도가 선택되는 것과 유사하게 주차 궤도를 얻을 수 있다.

실시예에 따르면, 자동차의 궤도는 주어진 변수들의 도움으로 핸들 각도에 기초하여 얻어진다.

이 변수는 예를 들면 거리 ∥△x∥+∥△y∥+∥△θ∥일 수 있는데, 여기에서 x 및 y는 각각 자동차 중심의 x축 좌표점과 y축 좌표점이며, θ는 그 중심이 상기 자동차의 후방 차축의 중심인 직교정규(orthonormal) 기준 좌표에서의 핸들 각에 따라 변화되는 자동차의 요 각이다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 자동차의 초기 위치로부터 시작하여 그리고 공간상으로 자동차를 실시간 주차 보조하는 장치를 제공하며, 이 장치는 상기 공간 및 주변 장애물을 측정하고 평가할 수 있는 센서 세트를 포함한다.

상기한 본 발명의 다른 측면의 일반적인 특징에 의하면, 이 장치는 자동차가 최적의 주차 궤도를 추종할 수 있도록 하며 운전자에게 전달되는 핸들 각도의 연속 설정점을 공식화할 수 있는 공식화 수단; 자동차의 회전 중심의 제1 및 제2 기하학적 궤적을 결정할 수 있는 상기 최적 주차 궤도를 결정하는 제1 결정 수단; 자동차의 상기 초기 위치의 함수로서 최적의 후방 위치를 얻기 위하여 제1 및 제2 기하학적 궤적의 교차점을 결정할 수 있는 제2 결정 수단을 구비한다.

여기서, 제1 기하학적 궤적은 자동차의 두 개의 후방 모퉁이들과 상기 공간의 측방 및/또는 후방을 획정하는 장애물들의 접촉을 포함하는 자동차의 후방의 가능한 위치 세트에 대한 상기 회전 중심의 위치를 나타내며, 제2 기하학적 궤적은 전방 모퉁이들 중 하나가 상기 공간의 전방을 획정하는 장애물의 반대쪽 모퉁이와 접촉하도록 하는 방식으로 자동차의 가능한 위치 세트에 대한 상기 회전 중심의 위치를 나타낸다.

일 실시예에 따르면, 설정점을 공식화하는 수단은, 상기 최적의 후방 위치로부터 초기 위치까지 상기 공간을 빠져 나가기 위해 자동차의 궤도를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 수단 및 시뮬레이션된 궤도를 변환시킴으로써 최적의 주차 궤도를 결정할 수 있는 변환 수단을 더 구비한다. 상기 시뮬레이션 수단은, 상기 공간의 전방에 위치된 장애물로부터의 거리가 자동차에 주어질 때 핸들을 제1 지시 방향으로 회전시킴으로써 최적의 후방 위치로부터 중간 위치까지의 자동차의 제1 변위를 시뮬레이션할 수 있는 제1 서브 수단 및 고정 기준 좌표에 관련된 요 각이 점차 줄어들도록 상기 자동차의 상기 중간 위치로부터 상기 초기 위치까지의 자동차의 제2 변위를 시뮬레이션할 수 있는 제2 서브 수단을 구비한다.

일 실시예에 따르면, 제2 서브 수단은 제2 변위의 궤도를 최적화하며, 최적의 궤도를 추종할 수 있도록 하기 위하여 일련의 핸들 각도 값을 생성할 수 있는 최적화 수단 및 오차 내에서 최적의 궤도에 유사한 주차 궤도를 얻을 수 있도록 하는 일련의 최적 값들을 선택할 수 있는 선택 수단을 구비한다.

일 실시예에 따르면, 자동차의 궤도는 바람직하게는 주어진 변수의 도움을 받아 핸들 각에 기초하여 얻어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 변수는 거리∥△x∥+∥△y∥+∥△θ∥이며, 여기에서 x 및 y는 각각 자동차 중심의 x축 좌표점과 y축 좌표점이며, θ는 그 중심이 상기 자동차의 후방 차축의 중심인 직교정규 기준 좌표에서의 핸들 각에 따라 변화되는 자동차의 요 각이다.

앞에 기술된 것과 같은 장치는 자동차의 주차를 보조하는 시스템 내에서 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 장점 및 특징들은 본 발명을 제한하지 않는 실시예 및 첨부된 도면들에 대한 자세한 설명을 살펴봄으로써 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 구비하는 자동차를 기준 좌표상에서 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2는 자동차 및 관련 회전 반경을 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 감지 범위 내의 제1 기하학적 궤적의 예를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 감지 범위 내의 제2 기하학적 궤적의 예를 보여주는 도면이다.

도 6은 도 3에 도시된 방법의 단계를 자세하게 보여주는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 최적의 주차 궤도를 결정하는 동안 자동차의 중간 위치를 보여주는 도면이다.

도 8은 도 6에 도시된 방법의 단계를 자세하게 보여주는 도면이다.

도 9는 결정된 궤도의 함수로서 회전 각 설정점을 계산하는 예를 보여주는 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 주차 보조 장치의 일 실시예를 보여주는 도면이다.

자동차(1)는 도 1에서 사각형으로 매우 간략하게 도시되어 있다. 자동차(1)는 조향 가능한 두 개의 전방 바퀴들(2, 3) 및 하나의 동일한 기하학적 차축(6)에 배치된 두 개의 후방 바퀴들(4, 5)을 구비한다.

자동차의 중심(CV)은 두 개의 후방 바퀴들(4, 5)에 의해 연결된 세그먼트의 중앙, 즉 차축(6)의 중심인 것으로 인식된다.

이 예에서, 자동차(1)의 이동은 평면상에서 이루어지고, 그러므로 중심(CV)의 고도는 고려되지 않는다.

고정 기준 좌표(R)에서의 자동차의 위치는 차의 중심의 좌표값(x, y, θ)에 의해 알려지며, 이 좌표값은 각각 차(1)의 중심(CV)의 x축 좌표값, y축 좌표값 및 요 각이다.

이 예에서, 도로에서의 바퀴들의 접지성(grip)에 관련된 요소들은 무시된다.

도 2는 회전 각이 Φ인 회전 상황에서의 자동차(1)를 보여준다. 회전 궤도는 RB인 회전 반경과 CB인 회전 중심을 가진 곡률 반경을 가진다. 회전 중심(CB)과 자동차 중심(CV)을 연결하는 세그먼트와 회전 중심(CB)과 전방 차축(7)의 중심을 연결하는 세그먼트가 형성하는 각이 회전 각(φ)이다.

이 같은 상황에 기초하여, 속도(v)와 회전 각(φ)이 주어졌을 때, 자동차(1)의 행동을 모델링할 수 있도록 하는 운동 방정식은,

∂x/∂t = v.cos(θ)

∂y/∂t = v.sin(θ)

∂θ/∂t = (v/L).tan(φ) 이다.

여기서, L은 자동차의 차축간 거리로서, 전방 차축과 후방 차축 사이의 거리이다.

뿐만 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 바퀴들의 회전 각(φ)을 자동차(1)의 회전 반경(RB)과 연결시키는 것도 가능하다. 그러므로, tan(φ) = L/R 이다.

이 관계식 때문에, 자동차(1)가 회전 하는 동안 일정하게 저속에서 진행하는 방법을 기하학적으로 시각화시킬 수 있으며, 그것은 회전 중심(CB)에 관한 것으로 나타난다.

도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명에 따른 주차 방법의 실시예를 보여준다.

이 예는 슬롯 내에서 왼쪽으로 주차하는 경우를 보여주지만, 슬롯 내에서 오른쪽으로 주차하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다. 이를 위하여, 관련된 각 도의 방향을 변환하는 것으로 충분하다.

우선, 제1 단계(20)는 자동차 주위의 장애물을 결정하는 단계를 구비한다. 이 단계에서 자동차에 근접한 환경을 재구성할 수 있으며, 특히 자동차가 이 자유 공간을 따라 위치할 때 슬롯 공간의 환경을 재구성할 수 있게 한다. 이 단계(20)가 끝날 때, 자동차에 인접한 장애물들에 관한 데이터들이 복원된다.

이러한 장애물 데이터에 근거하여, 두 단계(21, 22) 동안 두 개의 기하학적 궤적(LG1, LG2)이 공식화된다.

제1 기하학적 궤적(LG1)은 공간(8)에서의 자동차(1)를 나타내는 도 4에 도시되어 있으며, 이 공간(8)은 자동차(9)에 의해 전방에서 정의되며, 자동차(10)에 의해 후방에서 정의된다. 게다가, 이 공간(8)의 측부는 보도(11)에 의해 경계지어진다.

제1 기하학적 궤적(LG1)은 회전 중심(CR)에 의해 가로질러지는 점들이다. 회전 각이 최대이고, 도 4에 있는 두 개의 원으로 식별되는 자동차(1)의 두 개의 후방 모퉁이가 자동차(1)의 측부와 후방에서의 공간을 획정하는 장애물에 접촉할 때, 회전 중심(center of rotation, CR)은 회전 중심(center of deflection)에 대응된다.

"이중 접촉"이라고 지칭되는 이 위치는 최적의 주차 조작의 실행에 대응한다. 따라서, 궤도의 목적은 자동차의 두 개의 후방 코너들이 길이 방향 공간을 획정하는 장애물과 보도를 각각 접촉하는 방식으로 자동차를 위치시키는 것이다. 자동차는 소위 말하는 "이중 접촉" 위치에 있다.

그러므로 얻어진 기하학적 궤적(LG1)은 타원형이다.

도 3에서 단계(22) 동안, 도 5에 도시된 제2 기하학적 궤적(LG2)이 결정된다.

기하학적 궤적(LG2)은, 자동차(1)의 전방 왼쪽 모퉁이가 전방에서 공간(8)을 획정하는 자동차(9)의 오른쪽 후방 코너에 접촉하도록, 앞에서 정의한 바와 같이, 회전 각이 최대일 때, 회전 중심을 나타내는 회전 중심(CR)에 의해 수행되는 이동 경로를 나타낸다. 기하학적 궤적(LG2)은 원이 된다.

이 원은, 전방 장애물에 부딪치지 않고서 자동차가 최대 회전 각으로 후진함으로써 공간(8)에서 전방 좌측 모퉁이로 들어갈 수 있도록 하는, 회전 중심(CR)의 위치들을 기술한다.

도 3을 다시 참조하면, 단계(21, 22)들이 끝나는 시점에서, 두 개의 기하학적 궤적(LG1, LG2)의 교차점은 단계(23)가 수행되는 동안 결정된다. 교차점(F)이 보도가 아닌 조작의 측부에 존재하는 교차점이라는 것은 자명하다.

점(F)은 자동차의 궤도를 위한 중요한 위치를 나타낸다. 특히, 주차 조작 동안, 자동차가 이 위치에 도달하면, 최대 회전 각으로 후진함으로써 자동차 전방에서의 공간을 획정하는 장애물까지 최대한 근접하게 통과할 수 있으며, 자동차가 자동차의 후방(10)과 보도(11), 즉 이중 접촉 위치에 접촉하는 상황으로 귀결될 수 있다.

그러므로, 점(F)이 일단 결정되면, 회전 중심이 점(F)에 대응할 때 자동차의 위치에 대응하는 이중 접촉 위치로부터 시작하여, 자동차가 빠져나가는 상황이 단계(24)에서 시뮬레이션된다. 그러므로 시뮬레이션된 궤도(Cparsim)에 대한 주차 설정점이 얻어진다.

그러면 자동차는 몇 개의 요 각, 예를 들면 40도 및 선택된 거리, 예를 들면 60cm 로서, 자동차(1)의 전방 왼쪽 모퉁이와 전방 장애물 자동차(9)의 후방 오른쪽 모퉁이 사이의 거리를 가진다. 이 거리는 원하는 제한 요건에 따라서 다른 값을 가질 수도 있다.

중간 위치(12)가 도 7의 예제에 도시되어 있다. 이 예에서, 자동차(1)는, 최대 회전 각에 대한 회전 중심(CR)과 회전 원(CBR)에 따라, 도 4의 후방 모퉁이에 있는 두 개의 원들에 의해 표시된 이중 접촉 위치를 떠난다.

도 6을 다시 참조하면, 중간 위치에서 시작하여, 단계(242)에서, 중간 위치로부터 초기 위치까지의 제2 변위를 계산함으로써 최적 궤도의 형성이 계속될 수 있다.

그러고 나서, 여기에서는 40도 값을 가지는 요 각이 단계(2421)에서 점차 줄어드는 방식으로, (요 각에 관련된) 회전 각도 값이 계산된다.

이후, 대응하는 회전 설정점이 오차 범위 내에서 결정된 최적 궤도값을 추종할 수 있도록, 이와 같은 일련의 값들이 최적화된다.

도 9는 최적화 과정을 예를 들어 보여준다.

그러므로, 시간 간격을 ΔT라고 할때, 0도의 요 각에 점차 도달하도록, 무 회전의 각도 설정점 또는 ±△Φ의 크기를 갖는 각도 설정점이 생성된다.

각 변화량(±△Φ)은, 연속적인 회전 각 설정점을 가지게 할 목적으로, 시간 간격 ΔT에 관하여, 충분히 낮은 크기를 가지도록, 계산된다.

이러한 일련의 회전 각도 값들은, 핸들 회전각에 따른 요 각과 그럼으로써 상기한 바와 같은 회전 각도에 기초하여 궤도를 계산할 수 있도록 하는 변수의 도움으로, 자동차의 궤도과 관련된다. 이 변수는 예를 들면, 다음의 거리일 수 있다.

∥△x∥ + ∥△y∥ + ∥△θ∥

여기서, x와 y는 각각 차 중심의 x축 좌표값과 y축 좌표값이며, θ는 그 중심이 상기 자동차의 후방 차축의 중심인 직교정규 기준 좌표에서의 핸들 각에 따라 변화되는 자동차의 요 각이다.

물론 이 변수는 선택된 기준 좌표 및 초기 가정에 따라 달라진다. 당업자라면 초기 가정을 조절하는 방법을 알 것이다.

그러므로, 최적의 궤도를 추종할 수 있도록 하는 일련의 회전 각 변화들을 쉽게 선택할 수 있다(도 6, 단계(242) 참고).

그러고 나서 핸들 회전 설정점(Cparsim)이 전달된다. 그럼으로써 공간을 빠져나가기 위한 시뮬레이션된 최적의 궤도를 추종하는 것이 가능하다.

물론, 회전 각 설정점의 공식화는 자동차의 제한, 예를 들면 특정 값들 사이의 바퀴의 회전 각의 포화에 부합한다.

요 각(θ)에서의 진일보하는 변화를 가진다는 사실 덕분에, 정지된 동안 반대-회전 조작이 수행되어야 했던 초기의 해결 방법과 달리, 부드러운 궤도를 가질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 최적화 작업이 수행되고 나면, 시뮬레이션된 공간(Cparsim)(8)으로부터 출구 궤도를 변환함으로써 단계(25) 중에 실제 주차 설정점(Cpar)이 생성된다.

도 3에 도시된 방법을 구현할 수 있는 운전자에게 전달되는 핸들 각의 연속적인 실제 주차 설정점을 공식화할 수 있는 공식화 수단(30)에 대한 실시예가 도 10에 도시되어 있다. 상기 공식화 수단(30)은 예를 들면 주차 보조 시스템(29)에 통합될 수 있다.

상기 공식화 수단(30)은 자동차의 환경의 일부를 형성하는 장애물들을 검출할 수 있는 다양한 센서들(31, 32, 33)에 연결된다. 이러한 센서들은 예를 들면, 카메라, 레이다, 또는 LIDAR(Light Detection And Ranging)형 레이더일 수 있다.

이러한 다양한 센서들(31, 32, 33)은 연결부(35, 36, 37)들에 의하여 각각 상기 공식화 수단(30)에 연결된다.

센서들(31, 32, 33)로부터 발생된 데이터들은 상기 공식화 수단(30)내에 위치된 제1 결정 수단(34)에 전달된다.

제1 결정 수단(34)은 센서들에 의해 전달된 다양한 계측값들에 기초하여 기하학적 궤적(LG1, LG2)을 형성한다.

기하학적 궤적(LG1, LG2)을 나타내는 데이터들은 연결부(39)에 의해 제2 결정 수단(38)에 전달된다. 이 제2 결정 수단(38)은 제1 및 제2 기하학적 궤적(LG1, LG2)의 교차점을 결정할 수 있게 한다. 이 교차점(F)은 연결부(41)를 통하여 시뮬레이션 수단(40)에 전달된다.

시뮬레이션 수단(40)은 연결부(41a)를 통하여 교차점(F)을 입력으로 수신하는 제1 서브 수단(42)을 구비한다. 이 제1 서브 수단(42)은 이중 접촉 위치로부터 중간 위치까지의 제1 변위를 수행하는 설정점을 공식화한다.

또한 시뮬레이션 수단(40)은 연결부(41b)를 통하여 교차점(F)을 입력으로 수신하는 제2 서브 수단(43)을 구비한다.

이 제2 서브 수단(43)은, 요 각(θ)이 점차 작아지도록, 중간 위치로부터 초기 위치까지 일련의 회전 각도 값들을 생성하고 최적화할 수 있는 제1 블록(44)을 구비한다.

뿐만 아니라 제2 서브 수단(43)은 연결부(46)에 의해 블록(44)에 연결된 제2 블록인 선택 수단(45)을 구비하는데, 제2 블록인 선택 수단(45)의 기능은 최상의 방법으로 최적화 된 주차 궤도를 추종할 수 있게 하는 주차 설정점을 공식화하기 위하여 일련의 회전 각도 값을 선택하는 것이다.

그러고 나서, 블록(40)은 실제 주차 설정점(Cpar)의 역에 대응하는 시뮬레이션 된 주차 설정점(Cparsim)을 전달한다.

블록(40)은 변환 수단(48)에 연결부(47)를 통하여 연결되며, 변환 수단은 시뮬레이션된 주차 설정점(Cparsim)을 변환시킴으로써 실제 주차 설정점(Cpar)을 공식화한다. 실제 주차 설정점(Cpar)은 연결부(49)를 통하여 전달된다.

이 실제 주차 설정점(Cpar)은 예를 들면, 핸들에서 나온 진동, 가청 신호 또는 자동차 내에 통합된 네비게이션 화면에 있는 다른 이미지의 도움으로 운전자에게 전달된다. 주차 보조 장치는 주차 보조 시스템에 사용될 수 있다. 그러므로 운전자에게 예를 들면, 회전 표시를 제공하는 조작 보조 시스템의 도움으로 실시간으로 최적의 궤도상에 자동차를 위치시키는데 이용될 수 있다.

그러고 나서, 본 발명에 따른 장치의 도움으로 특히 좁은 주차 공간에서 주 차 조작을 수행하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명은 주차를 위한 시야가 좁은 작은 밴 또는 트럭과 같은 자동차에 특히 유리하다.

본 발명은 자동차 산업에 이용될 수 있다.

Claims (11)

1. 공간과 주변 장애물들을 인식하는 예비 단계를 포함하는 자동차의 초기 위치에서부터 공간 까지의 자동차의 실시간 주차 보조 방법으로서,

   상기 실시간 주차 보조 방법은, 자동차가 최적의 주차 궤도를 추종하는 것을 가능하게 하며 운전자에 전달되는 핸들 각의 연속적인 실제 주차 설정점(Cpar)을 공식화하는 단계를 포함하며,

   상기 최적의 주차 궤도의 결정은 자동차의 회전 중심의 제1 및 제2 기하학적 궤적(LG1, LG2)의 교차점을 결정하는 단계를 구비하는 단계를 포함하며,

   자동차의 초기 위치의 함수로서, 자동차의 회전 중심이 상기 교차점(F)을 통과하고 최대 회전 설정점을 추종하면서 후진할 때 얻어지는 상기 자동차의 후방의 최적 위치를 결정하기 위하여,

   제1 기하학적 궤적(LG1)은 상기 공간의 측방 및 후방 중 적어도 하나를 획정(delimit)하는 장애물들과 자동차의 두 개의 후방 모퉁이들을 접촉시킬 때 차량의 후방이 취할 수 있는 위치에 대한 상기 회전 중심의 위치의 집합을 나타내며, 제2 기하학적 궤적(LG2)은 전방 모퉁이들 중 하나를 상기 공간의 전방을 획정하는 장애물의 반대쪽 모퉁이와 접촉하도록 할 때 차량이 취할 수 있는 위치에 대한 상기 회전 중심의 위치의 집합을 나타내는 것을 특징으로 하는 자동차의 실시간 주차 보조 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 최적의 주차 궤도의 결정은,

   상기 최적의 후방 위치로부터 초기 위치까지 상기 공간을 빠져 나가기 위해 자동차의 궤도를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 단계(24); 및

   시뮬레이션된 궤도(Cparsim)을 변환시킴으로써 최적의 주차 궤도가 계산되는 단계(25)를 더 포함하며,

   시뮬레이션 단계(24)는 각각에 있어서 자동차가 반대되는 회전 방향을 가지는 두 개의 서브 단계를 포함하며, 제1 서브 단계(241)는 상기 공간의 전방에 위치된 장애물로부터의 거리가 자동차에 주어질 때 최적의 후방 위치로부터 중간 위치까지의 자동차의 제1 변위를 시뮬레이션하는 단계를 포함하며, 제2 서브 단계(242)는 고정 기준 좌표에 관련된 자동차 요 각(θ)은 점차 줄어들도록 상기 자동차의 상기 중간 위치로부터 상기 초기 위치까지의 자동차의 제2 변위를 시뮬레이션하는 단계를 포함하는 자동차의 실시간 주차 보조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   제2 서브 단계는 중간 위치와 초기 위치 사이의 궤도를 최적화하는 단계(2422)를 더 포함하며, 이 단계에서는 최적의 궤도를 추종할 수 있도록 하기 위하여 일련의 핸들 각도 값이 생성되며, 오차 내에서 최적의 궤도에 유사한 주차 궤도를 얻을 수 있도록 하는 일련의 최적 값들이 선택되는 자동차의 실시간 주차 보조 방법.
4. 제1 항에 있어서,

   자동차의 궤도는 주어진 변수의 도움으로 핸들 각도에 기초하여 얻어지는 자동차의 실시간 주차 보조 방법.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 변수는 거리 ∥△x∥ + ∥△y∥ + ∥△θ∥ 이며,

   여기서, x와 y는 각각 차 중심의 x축 좌표값과 y축 좌표값이며, θ는 그 중심이 상기 자동차의 후방 차축의 중심인 직교정규(orthonormal) 기준 좌표에서 핸들 각에 따라 변화되는 자동차의 요 각을 나타내는 자동차의 실시간 주차 보조 방법.
6. 초기 위치에서부터 공간 까지의 자동차의 실시간 주차 보조 장치로서,

   상기 공간과 주변 장애물들을 계측하고 평가할 수 있는 센서 세트(31, 32, 33)를 포함하며,

   자동차가 최적의 주차 궤도를 추종할 수 있도록 하며 운전자에게 전달되는 핸들 각도의 연속적인 실제 주차 설정점(Cpar)을 공식화할 수 있는 공식화 수단(30);

   자동차의 회전 중심의 제1 및 제2 기하학적 궤적(LG1, LG2)을 결정할 수 있는 상기 최적의 주차 궤도를 결정하는 제1 결정 수단(34); 및

   자동차의 상기 초기 위치의 함수로서 최적의 후방 위치를 얻기 위하여 제1 및 제2 기하학적 궤적의 교차점(F)을 결정할 수 있는 제2 결정 수단(38)을 포함하며,

   제1 기하학적 궤적(LG1)은 상기 공간의 측방 및 후방 중 적어도 하나를 획정하는 장애물들과 자동차의 두 개의 후방 모퉁이들을 접촉시킬 때 차량의 후방이 취할 수 있는 위치에 대한 상기 회전 중심의 위치의 집합을 나타내며, 제2 기하학적 궤적(LG2)은 전방 모퉁이들 중 하나를 상기 공간의 전방을 획정하는 장애물의 반대쪽 모퉁이와 접촉하도록 할 때 차량이 취할 수 있는 위치에 대한 상기 회전 중심의 위치의 집합을 나타내는 실시간 주차 보조 장치.
7. 제6 항에 있어서,

   설정점을 공식화하는 수단은,

   상기 최적의 후방 위치로부터 초기 위치까지 상기 공간을 빠져 나가기 위해 자동차의 궤도를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 수단; 및

   시뮬레이션된 궤도(Cparsim)을 변환시킴으로써 최적의 주차 궤도를 결정할 수 있는 변환 수단(48);을 더 포함하며,

   상기 시뮬레이션 수단은 두 개의 서브 수단을 포함하며,

   제1 서브 수단(42)은 상기 공간의 전방에 위치된 장애물로부터의 거리가 자동차에 주어질 때 핸들을 제1 지시 방향으로 회전시킴으로써 최적의 후방 위치로부터 중간 위치까지의 자동차의 제1 변위를 시뮬레이션할 수 있으며,

   제2 서브 수단(43)은 고정 기준 좌표와 관련된 요 각(θ)이 점차 줄어들도록 상기 자동차의 상기 중간 위치로부터 상기 초기 위치까지의 자동차의 제2 변위를 시뮬레이션할 수 있는 실시간 주차 보조 장치.
8. 제7 항에 있어서,

   제2 서브 수단(43)은,

   제2 변위의 궤도를 최적화하며, 최적 궤도를 추종할 수 있도록 하기 위하여 일련의 핸들 각도 값을 생성할 수 있는 최적화 수단(44); 및

   오차 내에서 최적의 궤도에 유사한 주차 궤도를 얻을 수 있도록 하는 일련의 최적 값들을 선택할 수 있는 선택 수단(45);을 포함하는 실시간 주차 보조 장치.
9. 제6 항에 있어서,

   자동차의 궤도는 주어진 변수의 도움으로 핸들 각도에 기초하여 얻어지는 실시간 주차 보조 장치.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 변수는 거리 ∥△x∥ + ∥△y∥ + ∥△θ∥ 이며,

    여기서, x와 y는 각각 차 중심의 x축 좌표값과 y축 좌표값이며, θ는 그 중심이 상기 자동차의 후방 차축의 중심인 직교정규(orthonormal) 기준 좌표에서의 핸들 각에 따라 변화되는 자동차의 요 각을 나타내는 실시간 주차 보조 장치.
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